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后向风形成的泰坦巨型沙丘

科学家们使用卡西尼号雷达测绘仪的数据,利用四年来收集的数据,绘制了土星卫星泰坦的全球风向图,如图所示。

一项新的研究发现,与土星最大的月球泰坦上的盛行天气相反的阵风似乎形成了月球上一些奇怪的赤道沙丘。

巨大的微碳颗粒覆盖了泰坦表面的20%以上。科学家们一直困惑于“赤道纬度约30度以内”的一条特定沙丘带。它们的形状表明它们是由自西向东吹沙形成的,但气候模型预测那里的风几乎总是朝相反的方向吹。

德国地球物理与气象研究所的Tokano Tetsuya的一个新模型可能有助于解开这个谜团。这项研究发表在《风研究》杂志上。

神秘的摇摆

根据该模型,该地区的风通常指向西方,除了每年两次,在每个春分前后,当强风转向东方时。尽管这些泰坦风的频率要低得多,但它们似乎主导了它们下面沙丘的形成。

约翰霍普金斯大学的物理学家拉尔夫·洛伦茨在7月30日发表在《科学》杂志上的一篇《透视》文章中写道:“沙子开始移动需要一定的最小(阈值)风速,所以即使风更频繁地向西移动,如果沙子只对最强的风做出反应,那么沙丘的方向将反映出罕见但最快的西北风的方向。”

2005年,美国国家航空航天局的卡西尼号探测器首次观测到了泰坦上这些横向沙丘,这让基于高层大气中盛行的西风的研究人员感到惊讶。

洛伦茨说,行星物理学的基本原理认为,任何月球行星的风都应该在全球范围内保持平衡,否则就会导致其自转发生变化。

托卡纳斯说:“如果到处都是东风,它会无限加速泰坦的自转,减缓风的速度,但事实并非如此。”

反向

Tokano's Titanwind模型通过将春分和秋分期间非常短暂的罪魁祸首风周期联系起来,解决了这种明显的不平衡。

尽管每14.5个地球年(一个泰坦年长29.5年)才会发生一次,但这些季节性的逆转是如此强烈,以至于它们的风对令人困惑的沙丘的形状产生了主要影响。

洛伦茨说:“沙丘似乎只记录了春分时的(W-E走向)风。尽管风通常是E-W,但平均风似乎不足以使沙子移动太多。”

科学家们将风的湍流混合归因于太阳能,当泰坦在每个春分点正面面对太阳时,太阳能会不成比例地沐浴在月球表面。


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